本實(shí)用新型屬于測風(fēng)塔技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于高原山區(qū)風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場虛擬測風(fēng)塔系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量和上網(wǎng)電量所占比重不斷增加,風(fēng)電場的建設(shè)規(guī)模和數(shù)量也在逐年大幅增加,測風(fēng)塔技術(shù)及其應(yīng)用在風(fēng)能開發(fā)和利用過程中的作用更顯得尤為重要。風(fēng)電場投運(yùn)后，測風(fēng)塔主要用于風(fēng)電場的氣象信息實(shí)時監(jiān)視和發(fā)電能力預(yù)測。

高原山區(qū)由于復(fù)雜的地理和氣象特征，導(dǎo)致風(fēng)電場測風(fēng)塔存在以下幾個問題：

1、考慮到裝設(shè)測風(fēng)塔高昂的成本，往往整個風(fēng)電場只布置單個測風(fēng)塔。而風(fēng)電場布置的單個測風(fēng)塔的測風(fēng)數(shù)據(jù)與風(fēng)電場實(shí)際出力之間相關(guān)性差，導(dǎo)致僅依靠一座測風(fēng)塔難以代表整個風(fēng)電場的風(fēng)況。

2、由于高原山區(qū)的特殊地理和氣象條件，如覆冰等原因，易造成已立的測風(fēng)塔因覆冰或年久失修而損壞或倒塔，或覆冰造成測風(fēng)儀器損壞或短時間工作失靈，導(dǎo)致測風(fēng)塔數(shù)據(jù)嚴(yán)重缺失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于高原山區(qū)風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場虛擬測風(fēng)塔系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中在高原山區(qū)風(fēng)電場安裝測風(fēng)塔成本高，風(fēng)電場只布置單個測風(fēng)塔，而風(fēng)電場布置的單個測風(fēng)塔的測風(fēng)數(shù)據(jù)與風(fēng)電場實(shí)際出力之間相關(guān)性差，導(dǎo)致僅依靠一座測風(fēng)塔難以代表整個風(fēng)電場的風(fēng)況；由于高原山區(qū)的特殊地理和氣象條件容易導(dǎo)致測風(fēng)塔損壞或倒塔，或覆冰造成測風(fēng)儀器損壞或短時間工作失靈，導(dǎo)致測風(fēng)塔數(shù)據(jù)嚴(yán)重缺失等技術(shù)問題。

本實(shí)用新型技術(shù)方案：

一種基于高原山區(qū)風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場虛擬測風(fēng)塔系統(tǒng)，它包括風(fēng)電機(jī)自帶的傳感器單元，風(fēng)電機(jī)自帶的傳感器單元與風(fēng)電機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，風(fēng)電機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與風(fēng)電機(jī)數(shù)據(jù)采集及發(fā)送裝置連接，風(fēng)電機(jī)數(shù)據(jù)采集及發(fā)送裝置與風(fēng)電場監(jiān)控中心接收終端連接，風(fēng)電場監(jiān)控中心接收終端與風(fēng)電場監(jiān)控中心監(jiān)控后臺連接。

所述傳感器單元包括風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型是基于高原山區(qū)風(fēng)電機(jī)組相對高度，利用風(fēng)電場的風(fēng)電機(jī)組自帶的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度和壓力等傳感器的觀測數(shù)據(jù)來替代測風(fēng)塔數(shù)據(jù)，根據(jù)本實(shí)用新型，可將測試數(shù)據(jù)結(jié)果直接于風(fēng)電場超短期功率預(yù)測；本實(shí)用新型利用不同風(fēng)機(jī)所處位置的相對高度不同，可以直接用實(shí)測數(shù)據(jù)來描述風(fēng)電場的不同高度層的氣象數(shù)據(jù)和特征；解決了現(xiàn)有技術(shù)中在高原山區(qū)風(fēng)電場安裝測風(fēng)塔成本高，風(fēng)電場只布置單個測風(fēng)塔，而風(fēng)電場布置的單個測風(fēng)塔的測風(fēng)數(shù)據(jù)與風(fēng)電場實(shí)際出力之間相關(guān)性差，導(dǎo)致僅依靠一座測風(fēng)塔難以代表整個風(fēng)電場的風(fēng)況；由于高原山區(qū)的特殊地理和氣象條件容易導(dǎo)致測風(fēng)塔損壞或倒塔，或覆冰造成測風(fēng)儀器損壞或短時間工作失靈，導(dǎo)致測風(fēng)塔數(shù)據(jù)嚴(yán)重缺失等技術(shù)問題。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

一種基于高原山區(qū)風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場虛擬測風(fēng)塔系統(tǒng)(見圖1)，它包括風(fēng)電機(jī)自帶的傳感器單元，風(fēng)電機(jī)自帶的傳感器單元與風(fēng)電機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過數(shù)據(jù)線連接，風(fēng)電機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與風(fēng)電機(jī)數(shù)據(jù)采集及發(fā)送裝置導(dǎo)線連接，風(fēng)電機(jī)數(shù)據(jù)采集及發(fā)送裝置與風(fēng)電場監(jiān)控中心接收終端通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)連接，風(fēng)電場監(jiān)控中心接收終端與風(fēng)電場監(jiān)控中心監(jiān)控后臺通過無線或有線連接。

所述傳感器單元包括風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器。可以采集到風(fēng)電機(jī)輪轂高度的風(fēng)速Xs、風(fēng)向Xd、溫度Te、濕度Sh、壓力Ya模擬量信號。

風(fēng)電機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將采集到的風(fēng)電機(jī)輪轂高度的風(fēng)速Xs、風(fēng)向Xd、溫度Te、濕度Sh、壓力Ya模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號。

風(fēng)電機(jī)數(shù)據(jù)采集及發(fā)送裝置，它包括：

采集及發(fā)送裝置電源：裝置電源正常情況下由直流電源提供，在直流電源出現(xiàn)故障的情況下，由蓄電池作為備用電源供電。

本地通信接口：本地通信接口負(fù)責(zé)在裝置本體直接收集裝置信息。

遠(yuǎn)傳通信接口：遠(yuǎn)傳通信接口應(yīng)具備三種方式傳輸方式，分別為光纖傳輸、2M專線傳輸、無線3G/4G傳輸，具體的通信實(shí)現(xiàn)方式由現(xiàn)場環(huán)境而定。

風(fēng)電場監(jiān)控中心接收終端：

用于接收風(fēng)電機(jī)數(shù)據(jù)采集及發(fā)送裝置發(fā)送來的風(fēng)速Xs、風(fēng)向Xd、溫度Te、濕度Sh和壓力Ya數(shù)字量信號。

風(fēng)電場監(jiān)控中心監(jiān)控后臺：

接收風(fēng)電場監(jiān)控中心接收終端發(fā)來的風(fēng)電機(jī)輪轂高度的風(fēng)速Xs、風(fēng)向Xd、溫度Te、濕度Sh和壓力Ya數(shù)字量信號；形成完整的風(fēng)電場虛擬測風(fēng)塔數(shù)據(jù)信息。

所述的一種基于高原山區(qū)風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場虛擬測風(fēng)塔系統(tǒng)的

測量方法，它包括：

步驟1、統(tǒng)計風(fēng)電場中n個風(fēng)電機(jī)輪轂位置的海拔高度，n大于2；

步驟2、將n個風(fēng)電機(jī)輪轂位置的海拔高度進(jìn)行對比，將海拔高度處于最低位置的第ξ個風(fēng)電機(jī)輪轂位置的海拔高度定為hξ，ξ∈n，且1≤ξ≤n；減去第ξ個風(fēng)電機(jī)得到剩下的m個風(fēng)電機(jī)，m＝n-1，在m個風(fēng)電機(jī)中，第θ個風(fēng)電機(jī)的輪轂位置的海拔高度為hθ，θ∈m；

步驟3、以第ξ個風(fēng)電機(jī)輪轂位置的海拔高度hξ為基準(zhǔn)，計算剩下的m個風(fēng)電機(jī)中第θ個風(fēng)電機(jī)輪轂位置的海拔高度hθ與基準(zhǔn)的相對高度ΔHθ，ΔHθ＝hθ-hξ；

步驟4、在m個風(fēng)電機(jī)中，找出相對高度ΔHθ滿足測風(fēng)塔要求選取高度的p個風(fēng)電機(jī)樣本；

步驟5、在p個風(fēng)電機(jī)樣本中，分別測量第δ個風(fēng)電機(jī)輪轂中心處的風(fēng)速Xsδ、風(fēng)向Xdδ、溫度Teδ、濕度Shδ、壓力Yaδ，δ∈p；

步驟6、匯總p個風(fēng)電機(jī)樣本中所有的風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器測量的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、壓力測量數(shù)據(jù)，得到完整的虛擬測風(fēng)塔數(shù)據(jù)，所述完整的虛擬測風(fēng)塔數(shù)據(jù)為風(fēng)速Xsp、風(fēng)向Xdp、溫度Tep、濕度Shp和壓力Yap；Xsp＝{Xsδ，δ∈p}，Xdp＝{Xdp，δ∈p}，Tep＝{Teδ，δ∈p}，Shp＝{Shδ，δ∈p}，Yap＝{Yaδ，δ∈p}。